L'avenir de la gestion de la capacité d'interconnexion transfrontalière en Europe

par Emily Little

Projet de thèse en Ingéniérie des systèmes complexes

Sous la direction de Pascal Da costa.

Thèses en préparation à université Paris-Saclay , dans le cadre de École doctorale INTERFACES : approches interdisciplinaires, fondements, applications et innovation , en partenariat avec Laboratoire Génie Industriel (laboratoire) et de CentraleSupélec (référent) depuis le 01-10-2019 .


  • Résumé

    Lors de l'ouverture du marché européen de l'électricité, l'enjeu de la gestion des échanges transfrontaliers est vite apparu comme crucial. La méthode flow-based a été mise en exploitation dans la région CWE (Central Western Europe) en 2015 afin de maximiser le domaine de sécurité, avec le même niveau de risque que la méthode NTC utilisée auparavant. Cette méthode se rapproche de la réalité physique du réseau en intégrant les dépendances de flux entre différentes zones, et offre, à niveau de risque donné, une capacité supérieure. Toutefois, en présence de « congestions à échanges nuls », c'est-à-dire de situation où certains ouvrages du réseau sont déjà saturés sans aucun échange transfrontalier, cette propriété induit une réduction globale de la capacité offerte pour toutes les zones. Ainsi, on observe de plus en plus souvent en exploitation que des marges réduites sur le réseau allemand se traduisent par une forte limitation du domaine flow-based de toute la zone CWE. Le premier objectif de cette thèse sera de repousser les limites intrinsèques de la méthode afin de maximiser, à niveau de risque donné, le domaine mis à la disposition du marché pour chaque région. Il s'agit aussi de voir les conséquences d'un élargissement de la zone flow-based jusqu'à toute la plaque Europe. Le deuxième objectif sera de situer le modèle zonal flow-based en termes de performances allocatives par rapport à des conceptions de marchés différentes, notamment la méthode nodale et la méthode dite « plaque de cuivre » ou uniforme. Bien que ce sujet soit déjà largement traité dans la littérature, cette approche proposée visera à faire une comparaison de ces méthodes en intégrant l'ensemble des facteurs opérationnels, depuis les erreurs de prévisions, jusqu'à l'articulation entre acteurs du système, en passant par les variables entières qui rendent le problème non-convexe.

  • Titre traduit

    The future of cross-border capacity management in Europe


  • Résumé

    Since the liberalization of the European electricity market and with the continuous shift towards the Internal Energy Market (IEM), the need for efficient, market-driven cross-border congestion management has become crucial. The flow-based method was put in place in CWE (Central Western Europe) in 2015 in order to maximize the secure domain of exchanges while remaining at the same level of risk compared to the NTC (Net Transfer Capacity) method used in previous years and throughout the rest of Europe. The flow-based method integrates the flow dependencies between market zones to more accurately model the physical constraints of the grid, providing a higher cross-border capacity available to the market without increasing the risk. However, in situations where some grid elements are saturated prior to any planned cross-border exchanges, this property induces a global reduction of the available capacity between all zones. This issue appears more and more often where reduced margins within the German grid result in a highly constrained flow-based domain for the entire CWE zone. Given this context, the first objective of this PhD thesis is to push the intrinsic limits of the existing method to maximize the secure domain available to the market, always at the same risk level. Studies will be performed both in the existing flow-based domain and at the European scale in order to analyze any dimensional issues that may arise from the expansion of the zone. The second objective is to perform an allocative comparison of the zonal flow-based method to other market designs, including the nodal model (currently used in the United States) and the “copper-plate” or uniform price model. Although this subject is already substantially covered in existing literature, the proposed approach aims to compare these models while integrating a variety of operational factors, ranging from forecast errors to inter-actor articulation to the inclusion of binary variables that render the problem non-convex.